Toplotno širenjevatrostalne sirovineodnosi se na njegov volumen ili dužina povećava se s temperaturom komponente, postoje koeficijent volumnog širenja i točke linearne ekspanzije, u performansama vatrostalnih sirovina, obično se koriste linearna brzina ekspanzije i koeficijent linearne ekspanzije. Stopa linearne ekspanzije se odnosi na relativnu brzinu promjene dužine uzorka od sobne temperature do zadate temperature: koeficijent linearne ekspanzije se odnosi na relativnu brzinu promjene dužine uzorka za svaki 1 stepen povećanja od sobne temperature do postavljene temperature.
Metode mjerenja linearne ekspanzije uključuju indirektnu metodu gornje šipke i metodu direktnog očitavanja teleskopa. Treba napomenuti da koeficijent toplinskog širenja nije konstantna vrijednost, već se mijenja sa temperaturom ispitivanja, pa je to prosječna vrijednost u navedenom temperaturnom rasponu. Stoga, kada koristite ove podatke, potrebno je navesti njegov temperaturni raspon.
Toplotno širenje vatrostalnih sirovina usko je povezano s kristalnom strukturom i čvrstoćom kemijske veze minerala koji se u njima nalaze, a toplinsko širenje minerala formiranih ionskim ili kovalentnim vezama veće je nego kod minerala vezanih molekularnim vezama.
Hemijski sastav istog materijala, zbog razlike u strukturi, toplinska ekspanzija je različita, obično što je bliža struktura mineralnog kristala, to je veće toplinsko širenje; I slično kao kod amorfnog stakla, termičko širenje je često malo, kao što je SiO2, koeficijent termičke ekspanzije polikristalnog kvarca je 12×10-6 stepen -1; Kvarc staklo je samo 0.5×10-6 stepen -1. Za okside sa čvrstom strukturom pakiranja, toplinsko širenje se povećava zbog bliskog kontakta iona kisika. U kristalnom sistemu bez jednake osovine, anizotropija termičkog širenja je posebno očigledna, kao što je slojevita struktura grafita, paralelna sa C osom vertikalnog međuslojnog koeficijenta ekspanzije je 27×10-6 stepen {{12} }, a okomito na C osu koeficijenta ekspanzije je samo 1×10-6 stepen -1, to je zato što je sloj jaka veza, a molekularna veza između slojeva je mnogo slabija. U strukturi temperaturne anizotropije materijala, njegove sveobuhvatne performanse koeficijenta volumne ekspanzije su vrlo male, kao što je kordierit kao materijal sa odličnom stabilnošću na termički udar i široko se koristi u industriji keramičkih peći.
Toplotno širenje vatrostalnih sirovina ovisi o njegovom kemijskom mineralnom sastavu, koeficijent toplinskog širenja osnovnih vatrostalnih sirovina je veći od onog kod kiselih sirovina, a sirovine s visokim sadržajem aluminija su između njih. Kada dođe do transformacije mineralnih kristala sirovina, koeficijent toplinskog širenja će uzrokovati neravnomjerne promjene i doći će do tačke faznog prijelaza.
Toplotno širenje je važna karakteristika vatrostalnih sirovina, koja ima očigledan utjecaj na čvrstoću i stabilnost toplotnog udara vatrostalnih proizvoda. Koeficijent toplinskog širenja uobičajenih vatrostalnih sirovina naveden je u Tablici 1. Koeficijent toplinskog širenja sirovina vrlo je važan za proučavanje veličine i raspodjele toplinskog naprezanja, transformacije kristala, stvaranja mikropukotina i zarastanja.
U istraživanju i proizvodnji vatrostalnih materijala vrlo je važno prilagoditi performanse vatrostalnih materijala korištenjem razlike koeficijenta toplinskog širenja sirovina. Na primjer, dodajte kijanit i druge originalne materijale u amorfni vatrostalni materijal i iskoristite njegovo značajno širenje na visokoj temperaturi da nadoknadite skupljanje amorfnog vatrostalnog materijala. Postoje četiri slučaja kombinacije agregatnog i baznog koeficijenta toplinske ekspanzije. Razlika između koeficijenta toplinske ekspanzije agregata i matrice može se koristiti za balansiranje čvrstoće i stabilnosti materijala na termički udar.
